CARGAS (NO SÍSMICAS) · TABLA DE DATOS LISTADO DE PERSONAS Y ENTIDADES PARTICIPANTES Expedición...
44
CARGAS (NO SÍSMICAS) NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN NEC CÓDIGO NEC - SE - CG
Transcript of CARGAS (NO SÍSMICAS) · TABLA DE DATOS LISTADO DE PERSONAS Y ENTIDADES PARTICIPANTES Expedición...
CARGAS (NO SÍSMICAS)
NORMA ECUATORIANADE LA CONSTRUCCIÓN
NEC
CÓDIGONEC - SE - CG
Econ. Diego Aulestia Valencia
Textos:
Producción Editorial: Dirección de Comunicación Social, MIDUVI
Diciembre 2014
ISBN:00000000000
Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda (MIDUVI)
Cámara de la Industria de la Construcción (CAMICON)
Ministro de Desarrollo Urbano y Vivienda
Arq. Jose Antonio Martín ErquiciaCoordinador de proyecto
Arq. Jose Antonio Toral ValdiviesoDirector de Hábitat y Asentamientos Humanos
Arq. Rubén Darío Paredes CortezSubsecretario de Vivienda
Econ. Luis Felipe Guevara UrquizoSubsecretario de Hábitat y Asentamientos Humanos
PrólogoAl Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, ente rector de las políticas de hábitat y vivienda a nivel nacional, le corresponde formular la normativa que propicie el desarrollo ordenado y seguro de los Asentamientos Humanos, la densificación de las ciudades y el acceso a la vivienda digna.
Bajo ese marco, y considerando además que nuestro país está localizado en una zona calificada de alto riesgo sísmico, el Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda llevó a cabo un proceso de actualización de la Normativa Técnica referente a la Seguridad Estructural de las Edificaciones (Código Ecuatoriano de la Construcción de 2001). Esta labor fue realizada en conjunto con la Cámara de la Industria de la Construcción, entidad que coordinó el desarrollo de varios documentos normativos a través de comités de expertos de entidades públicas, del sector privado y representantes de instituciones académicas. Se realizaron talleres de trabajo con los profesionales del sector y se aplicaron las mejores prácticas internacionales en el ámbito de la edificación.
El objetivo fue determinar nuevas normas de construcción de acuerdo a los avances tecnológicos a fin de mejorar los mecanismos de control en los procesos constructivos, definir principios mínimos de diseño y montaje en obra, velar por el cumplimiento de los principios básicos de habitabilidad, y fijar responsabilidades, obligaciones y derechos de los actores involucrados en los procesos de edificación.
La Norma Ecuatoriana de la Construcción pretende dar respuesta a la demanda de la sociedad en cuanto a la mejora de la calidad y la seguridad de las edificaciones, persiguiendo a su vez, proteger al ciudadano y fomentar un desarrollo urbano sostenible
Econ. Diego Aulestia ValenciaMinistro de Desarrollo Urbano y Vivienda
TABLA DE DATOS
LISTADO DE PERSONAS Y ENTIDADES PARTICIPANTES
Expedición mediante Acuerdo Ministerial Nro. 0028 19 de agosto de 2014
MIDUVI, Registro Oficial, Año II, Nro. 319
Actualización mediante Acuerdo Ministerial Nro. 0047
MIDUVI, Registro Oficial, Año II, Nro. 413
26 de agosto de 2014
15 de diciembre de 2014
10 de enero de 2015
INSTITUCIÓN NOMBRE
FECHANOMBRE DEL DOCUMENTO HABILITANTE
Ministerio de Desarrollo Urbano y ViviendaMinisterio de Desarrollo Urbano y ViviendaMinisterio de Desarrollo Urbano y ViviendaMinisterio de Desarrollo Urbano y ViviendaCámara de la Industria de la ConstrucciónCámara de la Industria de la ConstrucciónColegio de Ingenieros Mecánicos de PichinchaEscuela Politécnica NacionalEscuela Politécnica NacionalEscuela Politécnica NacionalEscuela Politécnica NacionalUniversidad San Francisco de QuitoUniversidad San Francisco de QuitoPontificia Universidad Católica del EcuadorPontificia Universidad Católica del EcuadorUniversidad Central del EcuadorAmerican Concrete InstituteFRACTALES Cia. Ltda.GEOESTUDIOS S.A. Cambridge Consultores de Desarrollo S.A.Cambridge Consultores de Desarrollo S.A.Cambridge Consultores de Desarrollo S.A.Cambridge Consultores de Desarrollo S.A.Cambridge Consultores de Desarrollo S.A.Consultor ParticularConsultor ParticularConsultor ParticularConsultor ParticularConsultor ParticularConsultor Particular
Ing. José Vicente Chiluisa OchoaArq. Francesca Blanc Ab. Jonathan Santiago Gómez PumagualleArq. Jose David Saura GonzalezIng. Hermel Flores Maldonado Ing. Ginno Manciati JaramilloIng. Carlos Baldeón ValenciaIng. Sigifredo Décimo Díaz MendozaIng. Patricio Honorato Placencia AndradeArq. Félix Policarpo Vaca MoncayoIng. Hugo Alfonso Yépes Arosteguí Ing. Telmo Andrés Sánchez GraunauerDr. Fabricio Oswaldo Yépez MoyaIng. Oswaldo Marcelo Guerra AvendañoIng. Guillermo Ricardo Realpe RivadeneiraMsc. Ing. Hernán Estupiñan MaldonadoIng. Juan Carlos Garcés P.Dr. Vinicio Andrés Suárez ChacónDr. Xavier Fernando Vera GraunauerIng. José Andrés Vallejo BermeoIng. Michael Joseph Maks DavisIng. Mathieu LamourDr. Mauro Pompeyo Niño LázaroDr. Miguel Angel Jaimes TéllezDr. Pedro Pablo Rojas CruzIng. Jaime Enrique García AlvearIng. Fabián Enrique Espinosa SarzosaIng. Jorge Luis Palacios RiofríoIng. Jorge Enrique Orbe VelalcázarMsc. Ing. Alex Francisco Albuja Espinosa
CARGAS (NO SÍSMICAS)
CÓDIGONEC - SE - CG
2
CONTENIDO1. Generalidades ............................................................................................................................ 5
1.1. Introducción general............................................................................................................... 5
1.2. Definiciones ............................................................................................................................ 51.2.1. Definiciones generales .................................................................................................. 51.2.2. Definiciones propias a la NEC-SE-CG .......................................................................... 5
1.3. Símbolos y unidades .............................................................................................................. 71.3.1. Unidades........................................................................................................................ 71.3.2. Simbología..................................................................................................................... 7
1.4. Marco normativo..................................................................................................................... 91.4.1. Normas ecuatorianas de la construcción ...................................................................... 91.4.2. Normas extrajeras usadas para la norma NEC-SE-CG de las NECs........................... 9
2. Alcance del capítulo.................................................................................................................. 10
2.1. Clasificación de las cargas................................................................................................... 10
2.2. Alcance................................................................................................................................. 102.2.1. Cargas tratadas en las NECs ...................................................................................... 102.2.2. Cargas no tratadas ...................................................................................................... 102.2.3. Combinaciones de cargas ........................................................................................... 10
3. Cargas y combinaciones de cargas ......................................................................................... 11
3.1. Cargas permanentes............................................................................................................ 113.1.1. Materiales (estructurales y no estructurales) .............................................................. 113.1.2. Instalaciones................................................................................................................ 113.1.3. Cargas geológicas ....................................................................................................... 11
3.2. Cargas variables .................................................................................................................. 113.2.1. Carga viva (sobrecargas de uso) ................................................................................ 113.2.2. Reducción de las cargas vivas .................................................................................... 113.2.3. Reducción de sobrecarga en cubiertas ....................................................................... 133.2.4. Cargas por viento ........................................................................................................ 143.2.5. Cargas de granizo ....................................................................................................... 17
3.3. Cargas accidentales............................................................................................................. 183.3.1. Cargas sísmicas .......................................................................................................... 183.3.2. Incendio, choques de vehículos, etc. .......................................................................... 18
3.4. Combinaciones de cargas.................................................................................................... 183.4.1. Símbolos y notación .................................................................................................... 183.4.2. Generalidades ............................................................................................................. 183.4.3. Combinación para el diseño por última resistencia..................................................... 19
4. Apéndice: valores de las cargas muertas y vivas .................................................................... 21
4.1. Carga muerta: pesos de los materiales ............................................................................... 21
4.2. Carga viva: sobrecargas mínimas........................................................................................ 254.2.1. Sobrecargas mínimas uniformemente distribuidas L0, y concentradas P0.................. 254.2.2. Casos particulares ....................................................................................................... 30
4.3. Esquema conceptual de la NEC-SE-CG.............................................................................. 32
3
Índice de tablasTabla 1: símbolos a ser usados en la norma NEC-SE-CG................................................................. 9
Tabla 2: Factor de sobrecarga del elemento de soporte KLL ............................................................ 13
Tabla 3: factores de reducción R1 ..................................................................................................... 14
Tabla 4: factores de reducción R2 ..................................................................................................... 14
Tabla 5: Coeficiente de corrección.................................................................................................... 15
Tabla 6: Determinación del factor de forma Cf.................................................................................. 16
Tabla 7: Determinación simplificada del factor de forma Cf ............................................................. 17
Tabla 8: Pesos unitarios de materiales de construcción................................................................... 24
Tabla 9: Sobrecargas mínimas uniformemente distribuidas, L0, y concentradas P0 ........................ 30
4
Índice de tablasFigura 1: Esquema conceptual de la NEC-SE-CG ........................................................................... 32
5
1. Generalidades
1.1. Introducción general
El NEC-SE-CG trata de las cargas permanentes (principalmente debidas al peso propio), de las cargas variables (cargas vivas y cargas climáticas) y de sus combinaciones.
Las combinaciones de cargas incluyen las cargas accidentales tratadas en las NEC-SE-DS y NEC-SE-RE (cargas sísmicas). Las otras cargas no serán incluidas en los cálculos.
Las autoridades competentes como fiscalizadoras y superintendentes de obra, tienen la obligación de ordenar la realización de los ensayos que determinen las propiedades físicas y mecánicas de los materiales y verificar que estos cumplan con las especificaciones y normas correspondientes.
1.2. Definiciones
1.2.1. Definiciones generales
DISEÑO POR ÚLTIMA RESISTENCIA
Método de diseño que permite tener en cuenta los modos de comportamiento que ponen en peligro la estabilidad de la construcción o de una parte de ella, o su capacidad para resistir nuevas aplicaciones de carga. Los segundos incluyen la ocurrencia de daños económicos o la presentación de condiciones que impiden el desarrollo adecuado de las funciones para las que se haya proyectado la construcción.
DISEÑO POR ESFUERZOS DE TRABAJO
Calculo de la unidad de esfuerzo máximo permitida para el cálculo de un elemento estructural, supeditada a la carga de trabajo.
1.2.2. Definiciones propias a la NEC-SE-CG
CARGAS PERMANENTES (CARGA MUERTA)
Las cargas permanentes están constituidas por los pesos de todos los elementos estructurales que actúan en permanencia sobre la estructura. Son elementos tales como: muros, paredes, recubrimientos, instalaciones sanitarias, eléctricas, mecánicas, máquinas y todo artefacto integrado permanentemente a la estructura.
CARGA VIVA
La carga viva, también llamada sobrecargas de uso, que se utilizara en el cálculo depende de la ocupación a la que está destinada la edificación y están conformadas por los pesos de personas, muebles, equipos y accesorios móviles o temporales, mercadería en transición, y otras.
6
COEFICIENTE DE ENTORNO/ALTURA
El coeficiente de entorno/altura Ce es un factor de corrección que tiene en cuenta el grado de exposición al viento del elemento considerado.
FACTOR (O COEFICIENTE) DE FORMA
El coeficiente de forma Cf es un factor de corrección que tiene en cuenta la situación del elemento dentro de la fachada (véase Tabla 6 y Tabla 7)
VELOCIDAD CORREGIDA DE VIENTO
La velocidad corregida de viento Vb corresponde al valor característico de la velocidad media del viento a lo largo de un período de 10 minutos, medida en una zona plana y desprotegida frente al viento, a una altura de 10 metros sobre el suelo.
7
1.3. Símbolos y unidades
1.3.1. Unidades
• Aceleraciones: m²/s
• Alturas: m
• Áreas: m²
• Fuerzas y cargas: kN o kN/m²
• Masas: kg
• Periodos: s
• Peso específico: kg/m3
• Presión: Pa o N/m²
• Resistencias: kPa
• Velocidad: m/s
1.3.2. Simbología
Símbolo Descripción
AT Área tributaria
Ce Coeficiente de entorno o altura
Cf Coeficiente de forma
D Carga permanente, carga muerta (peso propio)
E Carga de sismo
F Pendiente de la cubierta
H Carga por la presión lateral de suelo, presión de agua en el suelo, o presión de materiales a granel
8
Símbolo Descripción
HS Altura de acumulación del granizo
KLL Factor de sobrecarga según el elemento de soporte (véase Tabla 2)
L Sobrecarga distribuida aplicada sobre el área tributaria del elemento de soporte
L Sobrecarga (carga viva)
Lo Sobrecargas mínimas uniformemente distribuidas, aplicada sobre el área tributaria del elemento de soporte (no reducida en cubierta según proyección horizontal)
Lr Sobrecarga reducida de cubierta en proyección horizontal
Lr Sobrecarga cubierta (carga viva)
LRFD Método de última resistencia (del inglés: Load and Resistance Factor Design)
msnm metros sobre el nivel del mar
P Presión de cálculo del viento
Po Sobrecargas mínimas concentradas
R1 y R2 Factores de reducción utilizados para la sobrecarga en cubiertas planas, inclinadas y curvas
ρS Peso específico del granizo (en defecto: 1000)
σ Coeficiente de corrección
S Carga de granizo
9
Símbolo Descripción
V Velocidad instantánea máxima del viento, registrada a 10 m de altura sobre el terreno
Vb Velocidad corregida del viento
W Carga de viento
ρ Densidad del aire
Tabla 1: símbolos a ser usados en la norma NEC-SE-CG
1.4. Marco normativo
1.4.1. Normas ecuatorianas de la construcción
• NEC-SE-CG: Cargas (no sísmicas)
• NEC-SE-DS: Peligro sísmico y requisitos de diseño sismo resistente
• NEC-SE-RE: Riesgo sísmico, Evaluación, Rehabilitación de estructuras
• NEC-SE-GM: Geotecnia y Diseño de Cimentaciones
• NEC-SE-HM: Estructuras de Hormigón Armado
• NEC-SE-AC: Estructuras de Acero
• NEC-SE-MP: Estructuras de Mampostería Estructural
• NEC-SE-MD: Estructuras de Madera
• NEC-SE-VIVIENDA: Viviendas de hasta 2 pisos con luces de hasta 5m
1.4.2. Normas extrajeras usadas para la norma NEC-SE-CG de las NECs
Las normas referente de la presente NEC-SE-CG son:
• ASCE7-10: Minimum Design Loads for Buildings and other Structures (Standard ASCE/SEI-7-10)
• NSR-10: Título A del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10
10
2. Alcance del capítulo
2.1. Clasificación de las cargas
De manera general, se clasificarán las cargas como:
• Permanentes,
• Variables,
• Accidentales.
2.2. Alcance
2.2.1. Cargas tratadas en las NECs
La NEC-SE-CG constituye un marco general para el calculista y diseñador de estructuras. Las cargas a considerar en el cálculo y diseño de todo tipo de estructuras son las siguientes:
• cargas permanentes (cargas muertas mínimas en particular),
• cargas variables (cargas vivas, viento y granizo).
Serán complementadas por las cargas accidentales que son las cargas sísmicas (en construcción nueva y en rehabilitación), objeto de las normas NEC-SE-DS y NEC-SE-RE.
2.2.2. Cargas no tratadas
No se tomarán en cuenta:
• las cargas temporales debidas a los procesos constructivos,
• las cargas dinámicas de viento,
• las cargas o aceleraciones debidas a vehículos en movimiento, explosión, hundimiento de cimentaciones y otras debidas a fenómenos naturales.
2.2.3. Combinaciones de cargas
Las construcciones en general deberán diseñarse para resistir las combinaciones de:
• cargas permanentes,
• cargas variables (cargas vivas, también llamadas sobrecargas de uso, cargas estáticas por viento y cargas de granizo),
• cargas accidentales (acciones sísmicas: véase las normas NEC-SE-DS y NEC-SE-RE)
11
3. Cargas y combinaciones de cargas
3.1. Cargas permanentes
Las cargas permanentes (o cargas muertas) están constituidas por los pesos de todos los elementos estructurales, tales como: muros, paredes, recubrimientos, instalaciones sanitarias, eléctricas, mecánicas, máquinas y todo artefacto integrado permanentemente a la estructura.
3.1.1. Materiales (estructurales y no estructurales)
Las cargas permanentes serán tomadas en cuenta de acuerdo con lo expuesto en el apéndice 4.
Para los elementos no encontrados en el apéndice 4, se deberá describir y justificar los datos elegidos en la memoria de cálculo.
3.1.2. Instalaciones
El diseñador buscará las informaciones ante el productor o distribuidor del producto considerado, y justificará las cargas usadas en los cálculos.
3.1.3. Cargas geológicas
Véase norma NEC-SE-GM (Geotecnia y Diseño de Cimentaciones).
3.2. Cargas variables
3.2.1. Carga viva (sobrecargas de uso)
Las sobrecargas que se utilicen en el cálculo dependen de la ocupación a la que está destinada la edificación y están conformadas por los pesos de personas, muebles, equipos y accesorios móviles o temporales, mercadería en transición, y otras.
Las sobrecargas mínimas a considerar son indicadas en el apéndice 4.2. Se presentan valores de carga uniforme (kN/m2) y de carga concentrada (kN).
3.2.2. Reducción de las cargas vivas
a. Alcance
Todas las sobrecargas distribuidas que se indican en la Tabla 9: Sobrecargas mínimas uniformemente distribuidas, L0, y concentradas P0 del apéndice 4.2 se podrán reducir de acuerdo con lo expuesto en los elementos que siguen.
b. Limitaciones
No se podrá reducir las sobrecargas en los casos expuesto a seguir.
Sobrecargas en cubiertas: Véase la sección 3.2.3.
Cargas sobrecargas pesadas
12
• No se reducirá la sobrecarga cuando el valor de la carga viva sea mayor a 4.8 kN/m².
• Cuando existan sobre el elemento de soporte dos o más pisos, se podrá reducir de 20% la sobrecarga.
Estacionamientos para vehículos de pasajeros
• No se reducirá la sobrecarga en estacionamientos para vehículos de pasajeros
• Cuando existan sobre el elemento de soporte dos o más pisos, se podrá reducir de 20% la sobrecarga.
Ocupaciones especiales
No se permite reducción de sobrecargas en lugares de reuniones públicas.
Limitaciones para losas en una dirección
El área tributaria AT para losas en una dirección, no podrá exceder una superficie definida por un ancho de la losa, normal a la luz, igual a 1.5 veces la luz principal de la losa y la luz de la losa.
c. Caso general
Sujeto a las limitaciones anteriormente expuestas, se calculará la carga reducida de los elementos estructural como sigue:
Si 𝐊𝐊𝐋𝐋𝐋𝐋𝐀𝐀𝐓𝐓≥35 m² : L=Lo �𝟎𝟎.𝟐𝟐𝟐𝟐 + 𝟒𝟒.𝟐𝟐𝟓𝟓�𝐊𝐊𝐋𝐋𝐋𝐋𝐀𝐀𝐓𝐓
�
Dónde:
L Sobrecarga distribuida en kN/m², aplicada sobre el área tributaria del elemento de soporte.
Lo Sobrecarga distribuida sin reducir, aplicada sobre el área tributaria del elemento de soporte, según la Tabla 9 del apéndice 4.2.
KLL Factor de sobrecarga según el elemento de soporte, ver la Tabla 2.
AT Área tributaria en metros cuadrados
L no será menor que:
• 0.5Lo para elementos que soportan un solo piso
• 0.4Lo para elementos que soportan dos pisos o más.
13
Elemento KLLa
Columnas
Columnas interiores
Columnas exteriores sin losas en volado
Columnas de borde con losas en volado
Columnas esquineras con losas en volado
4
4
3
2
Vigas de borde sin losas en volado
Vigas interiores
2
2
Todos los demás elementos no identificados incluyendo:
Vigas de borde con losas en volado
Vigas en volado
Losas en una dirección
Losas en dos direcciones
Elementos que no tengan mecanismos de transferencia de cortante normal a la dirección de la luz
1
Tabla 2: Factor de sobrecarga del elemento de soporte KLL
3.2.3. Reducción de sobrecarga en cubiertas
En la región andina y sus estribaciones, sobre la cota de 1000 metros sobre el nivel del mar(msnm), no se permite la reducción de carga viva en cubiertas para prevenir caídas de granizo o ceniza.
Se permite la reducción de la carga viva, Lo, determinada mediante la Tabla 9 del apéndice 4.2, de acuerdo a los siguientes parámetros.
a. Reducción de sobre cargas para cubiertas planas, inclinadas y curvas
Se permite reducir la sobrecarga de cubierta de conformidad con la siguiente ecuación:
Lr=LoR1R2
Dónde:
Lr Sobrecarga reducida de cubierta en proyección horizontal, en kN/m2; 0.60≤ Lr ≤1
Lo Sobrecarga no reducida de cubierta en proyección horizontal, en kN/m2
R1 y R2 Factores de reducción de conformidad con las Tabla 3 y Tabla 4
14
Condición R1
AT ≤ 18.00m2 1
18.00m2 < AT <56.00m2 1.2 – 0.011AT
AT ≥ 56.00m2 0.6
Tabla 3: factores de reducción R1
Dónde:
AT Área tributaria en metros cuadrados soportada por el elemento
Condición R2
F ≤ 33.33% 1
33.33% < F < 100% 1.2 – 0.006F
F ≥ 100% 0.6
Tabla 4: factores de reducción R2
Dónde
F Pendiente de la cubierta (%)
b. Cubiertas para propósitos especiales
En las cubiertas que tengan una ocupación para jardines u otros propósitos especiales, se permite la reducción de acuerdo con lo expuesto en la sección 3.2.2.
3.2.4. Cargas por viento
a. Velocidad instantánea máxima del viento
La velocidad de diseño para viento hasta 10 m de altura será la adecuada a la velocidad máxima para la zona de ubicación de la edificación, pero no será menor a 21m/s (75 km/h).
b. Velocidad corregida del viento
La velocidad instantánea máxima del viento se multiplicará por un coeficiente de corrección σ que depende de la altura y de las características topográficas y/o de edificación del entorno (nivel de exposición al viento), de acuerdo con la Tabla 5.
Vb = V. σ
Dónde:
Vb velocidad corregida del viento en m/s;
V velocidad instantánea máxima del viento en m/s, registrada a 10 m de altura sobre el terreno;
15
σ Coeficiente de corrección de la Tabla 5.
Las características topográficas se reparten en 3 categorías:
• Categoría A (sin obstrucción): edificios frente al mar, zonas rurales o espacios abiertos sin obstáculos topográficos.
• Categoría B (obstrucción baja): edificios en zonas suburbanas con edificación de baja altura, promedio hasta 10m.
• Categoría C (zona edificada): zonas urbanas con edificios de altura.
Altura (m) Sin obstrucción
(Categoría A)
Obstrucción baja
(Categoría B)
Zona edificada
(Categoría C)
5 0.91 0.86 0.80
10 1.00 0.90 0.80
20 1.06 0.97 0.88
40 1.14 1.03 0.96
80 1.21 1.14 1.06
150 1.28 1.22 1.15
Tabla 5: Coeficiente de corrección σ
c. Cálculo de la presión del viento
Se considera que la acción del viento actúa como presión sobre los elementos de fachada. Paradeterminar la resistencia del elemento frente al empuje del viento, se establece una presión de cálculo P, cuyo valor se determinará mediante la siguiente expresión:
𝐏𝐏 = 𝟏𝟏𝟐𝟐∙ 𝛒𝛒 ∙ 𝐕𝐕𝐛𝐛𝟐𝟐 ∙ 𝐜𝐜𝐞𝐞 ∙ 𝐜𝐜𝐟𝐟
Dónde:
P Presión de cálculo expresada en Pa (N/m²)
ρ Densidad del aire expresada en Kg/m3 (En general, se puede adoptar 1.25 Kg/m3)
ce Coeficiente de entorno/altura
cf Coeficiente de forma (apartado d de la presente sección 3.2.4)
16
d. Factor de forma Cf
Determinación de Cf
Se determinara Cf de acuerdo con la tabla siguiente:
Construcción Barlovento Sotavento
Superficies verticales de edificios +0.8
Anuncios, muros aislados, elementos con una dimensión corta en el sentido del viento +1.5
Tanques de agua, chimeneas y otros de seccióncircular o elíptica +0.7
Tanques de agua, chimeneas y otros de sección cuadrada o rectangular +2.0
Arcos y cubiertas cilíndricas con un ángulo de inclinación que no exceda los 45°
+0.8 -0.5
Superficies inclinadas a 15° o menos +0.3 a 0 -0.6
Superficies inclinadas entre 15° y 60° +0.3 a +0.7 -0.6
Superficies inclinadas entre 60° y la vertical +0.8 -0.6
Tabla 6: Determinación del factor de forma Cf
NOTA:
• El signo positivo (+) indica presión
• El signo negativo (-) indica succión
17
Determinación simplificada de cf
Para contener en forma sencilla todas las posibilidades, se podrá utilizar los siguientes valores para determinar el coeficiente Cf:
Construcción Coeficiente Cf
Elementos situados en patios interiores, cuyo ancho es inferior a la altura del edificio y sin conexión con el espacio exterior por su parte inferior, así como ventanas interiores (en el caso de que se dispongan dobles ventanas)
0.3
Elementos en fachadas protegidas en edificios alineados en calles rectas, a una distancia de la esquina, mayor que la altura de la edificación, en bloques exentos en la parte central de una fachada, de longitud mayor que el doble de la altura o en patios abiertos a fachadas o patios de manzana
0.8
Elementos en fachadas expuestas en edificaciones aisladas o fachadas de longitud menor que el doble de la altura
1.3
Elementos en fachadas muy expuestas, situados al borde de la orilla de lagos o del mar, próximos a escarpaduras, laderas de fuerte inclinación, desfiladeros, y otros
1.5
Tabla 7: Determinación simplificada del factor de forma Cf
3.2.5. Cargas de granizo
Se considerará una acumulación del granizo en corto tiempo.
Se debe tomar en cuenta para regiones del país con más de 1500 msnm, las cargas de granizo S,tal como se especifica en los siguientes párrafos.
La carga de granizo S se determinará por la siguiente formulación:
S = ρS . HS
Dónde:
ρG Peso específico del granizo (en defecto: 1000 Kg/m3)
HS Altura de acumulación (m)
Para cubiertas con pendientes menores del 15%
Se debe considerar una carga de granizo mínima de 0.50 kN/m2
18
Para cubiertas con pendientes menores del 5%
Se debe considerar una carga de granizo mínima de 1.0 kN/m2
En los sitios donde sea necesario considerar la carga de granizo, se adicionará una sobrecarga de 1.0 kN/m2 en las áreas de los aleros, en un ancho del 10% de la luz libre, medido desde el borde hacia el apoyo y no menor a 1000 mm.
3.3. Cargas accidentales
3.3.1. Cargas sísmicas
El diseñador se referirá a los códigos:
• NEC-SE-DS: Peligro sísmico y requisitos de diseño sismo resistente
• NEC-SE-RE: Riesgo sísmico, Evaluación, Rehabilitación de estructuras
3.3.2. Incendio, choques de vehículos, etc.
En la presente versión de la NEC-SE-CG, no se tomarán en cuenta estas cargas.
3.4. Combinaciones de cargas
3.4.1. Símbolos y notación
Conforme a lo expuesto en la sección 1.3, se utilizan los siguientes símbolos en la expresión de las combinaciones de cargas que deberán tomarse en cuenta:
D Carga permanente
E Carga de sismo
L Sobrecarga (carga viva)
Lr Sobrecarga cubierta (carga viva)
S Carga de granizo
W Carga de viento
3.4.2. Generalidades
Cualquiera sea la estructura considerada, se deberán respetar todas las combinaciones expuestas en la sección 3.4.3.
19
3.4.3. Combinación para el diseño por última resistencia
a. Combinaciones básicas
Cuando sea apropiado, se deberá investigar cada estado límite de resistencia. Los efectos más desfavorables, tanto de viento como de sismo, no necesitan ser considerados simultáneamente.
Las estructuras, componentes y cimentaciones, deberán ser diseñadas de tal manera que la resistencia de diseño iguale o exceda los efectos de las cargas incrementadas, de acuerdo a las siguientes combinaciones:
Combinación 1
1.4 D
Combinación 2
1.2 D + 1.6 L + 0.5max[Lr ; S ; R]
Combinación 3*
1.2 D + 1.6 max[Lr ; S ; R]+ max[L ; 0.5W]
Combinación 4*
1.2 D + 1.0 W + L + 0.5 max[Lr ; S ; R]
Combinación 5*
1.2 D + 1.0 E + L + 0.2 S
Combinación 6
0.9 D + 1.0 W
Combinación 7
0.9 D + 1.0 E
*Para las combinaciones 3, 4 y 5: L=0.5 kN/m² si L0<=4.8 kN/m² (excepto para estacionamientos y espacios de reuniones públicas).
20
b. Excepciones
• Si Lo ≤4.8 kN/m² : el factor de incremento de carga para L en las combinaciones 3, 4 y 5, puede ser 0.5 (véase el apéndice 4.2), con excepción de las aéreas destinadas a estacionamientos y reuniones públicas
• Cuando la carga H (carga por presión lateral) esté presente, se incluirá como sigue:
o 1.6H, cuando el efecto de H contribuye a la acción de otras cargas sobre la estructura.
o 0.9H, cuando el efecto de H contrarreste la acción de otras cargas sobre la estructura.
o El factor de incremento de carga para H, se puede considerar igual a cero, si la acción estructural debido a H contrarresta o neutraliza la acción debida a W ó E.
• La aplicación de la carga S (carga de granizo) en las combinaciones 2, 4 y 5, será considerada como carga de granizo en cubiertas planas o en cubiertas con pendiente.
• La carga símica E, será determinada de acuerdo al capítulo de peligro sísmico y diseño sismo resistente de la NEC (véase la NEC-SE-DS).
21
4. Apéndice: valores de las cargas muertas y vivas
4.1. Carga muerta: pesos de los materiales
En la Tabla 8 se muestran los valores de los pesos para los materiales de uso más frecuente.
MaterialPeso Unitario
kN/m3
A. Rocas
Basalto 29.0 - 30.0
Granito 26.0 - 28.0
Andesita 26.0 - 28.0
Sienita 27.0 - 29.0
Pórfido 26.0 - 27.0
Gabro 29.0 - 31.0
Arenisca 26.0 - 27.5
Calizas compactas y mármoles 27.0 - 28.0
Pizarra para tejados 28.0
B. Piedras artificiales
Adobe 16.0
Amianto-cemento 20.0
Baldosa cerámica 18.0
Baldosa de gres 19.0
Hormigón simple 22.0
Hormigón armado 24.0
Ladrillo cerámico prensado (0 a 10% de huecos) 19.0
Ladrillo cerámico perforado (20 a 30% de huecos) 14.0
Ladrillo cerámico hueco (40 a 50% de huecos) 10.0
Ladrillo artesanal 16.0
22
MaterialPeso Unitario
kN/m3
Bloque hueco de hormigón 12.0
Bloque hueco de hormigón alivianado 8.5
C. Materiales granulares
Arena seca 14.5
Arena húmeda 16.0
Arena saturada 18.0
Arena de pómez seca 7.0
Ripio seco 16.0
Ripio húmedo 20.0
Grava (canto rodado) 16.0
Gravilla seca 15.5
Gravilla húmeda 20.0
Tierra seca 14.0
Tierra húmeda 18.0
Tierra saturada 20.0
D. Morteros
Cemento compuesto y arena 1:3 a 1: 5 20.0
Cemento compuesto cal y arena 18.0
Cal y arena 16.0
Yeso 10.0
E. Metales
Acero 78.5
Aluminio 27.0
Bronce 85.0
23
MaterialPeso Unitario
kN/m3
Cobre 89.0
Estaño 74.0
Fundición gris 72.0
Latón 85.0
Plomo 114.0
Zinc 72.0
F. Materiales diversos
Alquitrán 12.0
Asfalto 13.0
Cal 12.0
Hielo 9.0
Libros y documentos 8.5
Papel 11.0
Plástico en planchas 21.0
Vidrio plano 26.0
Elementos secundarios
G. Contrapisos y recubrimientos kN/m2
Baldosa de mármol reconstituido, con mortero de cemento: por cada cm, de espesor 0.22
Baldosa de cerámica, con mortero de cemento: por cada cm, de espesor 0.20
Contrapiso de hormigón ligero simple, por cada cm, de espesor 0.16
Contrapiso de hormigón simple, por cada cm, de espesor 0.22
H. Cielorrasos y Cubiertas kN/m2
De yeso sobre listones de madera (incluidos los listones) 0.20
De mortero de cemento compuesto de cal y arena 0.55
24
MaterialPeso Unitario
kN/m3
Plancha ondulada de fibrocemento: de 8 mm de espesor 0.20
de 6 mm de espesor 0.15
Chapa ondulada de acero galvanizado: de 0,5 mm de espesor 0.07
de 0.8 mm de espesor 0.09
de 1.3 mm de espesor 0.14
Teja de barro cocido sin mortero 0.50
Teja plana con mortero de cemento 0.85
Teja de hormigón con mortero 1.15
Tabla 8: Pesos unitarios de materiales de construcción
25
4.2. Carga viva: sobrecargas mínimas
4.2.1. Sobrecargas mínimas uniformemente distribuidas L0, y concentradas P0
En la Tabla 9 se muestran los valores de cargas (uniforme y/o concentrada) de acuerdo con la ocupación o los usos:
Ocupación o UsoCarga
uniforme(kN/m2)
Carga concentrada(kN)
Almacenes
Venta al por menorPrimer pisoPisos superiores
Venta al por mayor. Todos los pisos
4.803.606.00
4.504.504.50
Armerías y salas de instrucción militar 7.20
Áreas de reunión y teatros
Asientos fijosÁreas de recepciónAsientos móvilesPlataformas de reuniónEscenarios
2.904.804.804.807.20
Áreas de almacenamiento sobre techos 1.00
Barreras vehiculares Véase sección 4.5 ASCE 7-10
Balcones 4.80
Bibliotecas
Salas de lecturaEstanterías
Corredores en pisos superiores a planta baja
2.907.20c
4.00
4.504.504.50
26
Ocupación o UsoCarga
uniforme(kN/m2)
Carga concentrada(kN)
c Estas cargas se aplican en espacios de almacenamiento de bibliotecas y librerías que soportan anaqueles fijos con doble acceso, sujetos a las siguientes limitaciones:
• altura máxima de 2300 mm,
• ancho máximo de 300 mm por lado de acceso
• distancia entre anaqueles mayor o igual a 900 mm.
Bodegas de almacenamiento (serán diseñadas para la mayor carga prevista)
LivianasPesada
6.0012.00
Coliseos (ver estadios y graderíos)
Comedores y restaurantes 4.80
Construcción ligera de placa de piso sobre un área de 625 mm2
0.90
Corredores-pasarelas-plataformas para mantenimiento2.00 1.33
Corredores
Primer PisoOtros pisos de igual ocupación, excepto si existe otra indicación 4.80
27
Ocupación o UsoCarga
uniforme(kN/m2)
Carga concentrada(kN)
Cubiertas
Cubiertas planas, inclinadas y curvasCubiertas destinadas para áreas de paseo
Cubiertas destinadas en jardinería o patios de reunión.Cubiertas destinadas para propósitos especiales
Toldos y carpasConstrucción en lona apoyada sobre una estructura ligeraTodas las demás
Elementos principales expuestos a áreas de trabajoCarga puntual en los nudos inferiores de la celosía de cubierta, miembros estructurales que soportan cubiertas sobre fábricas, bodegas y talleres de reparación vehicularTodos los otros usos
Todas las superficies de cubiertas sujetas a mantenimiento de trabajadores
0.703.004.80
i0.24 (no reduc.)
1.00
i
8.90
1.401.40
En la región andina y sus estribaciones, desde una cota de 1000 m sobre el nivel del mar, no se permite la reducción de carga viva en cubiertas para prevenir caídas de granizo o ceniza.
Departamentos (ver Residencias)
Edificios de oficinas
Salas de archivo y computación (se diseñará para la mayor carga prevista)
Áreas de recepción y corredores del primer pisoOficinasCorredores sobre el primer piso
4.802.404.00
9.009.009.00
Escaleras fijas Ver sección 4.5 ASCE/SEI 7-10
Escaleras y rutas de escape
Únicamente residencias unifamiliares y bifamiliares
4.80
2.00
g
g Cuando la sobrecarga reducida de cubierta (menor a 1.0 N/m2), calculada de conformidad con el [3.2.1], sea utilizada para el diseño de miembros estructurales continuos, la sobrecarga se aplicará en dos tramos adyacentes y en tramos alternados para obtener las máximas solicitaciones.
28
Ocupación o UsoCarga
uniforme(kN/m2)
Carga concentrada(kN)
Estadios y coliseos
GraderíosAsientos fijos
4.80d
3.00d
d Adicional a las cargas vivas verticales, el diseño incluirá fuerzas horizontales aplicadas a cada fila de asientos, como sigue:
• 400 N/m en dirección paralela,
• 150 N/m en dirección perpendicular.
Estas fuerzas no serán consideradas en forma simultánea.
Fábricas/Industria/Manufactura
LivianasPesadas
6.0012.00
9.013.40
Garaje ( únicamente vehículos para pasajeros)
Camiones y buses
2.0 a,b
a,b
a Los pisos de estacionamientos o partes de los edificios utilizados para almacenamiento de vehículos, serán diseñados para las cargas vivas uniformemente distribuidas de esta tabla o para las siguientes cargas concentradas:
• Para vehículos particulares (hasta 9 pasajeros) actuando en una superficie de 100 mm por 100 mm, 13.4 kN; y
• Para losas en contacto con el suelo que son utilizadas para el almacenamiento de vehículos particulares, 10 kN por rueda.
b Los estacionamientos para camiones y buses serán diseñados por algún método recomendado por AASHTO, MTOP, que contenga las especificaciones para cargas de camiones y buses.
Gimnasios 4.80
Graderíos para estadios y similares 4.80d
d véase Estadios y coliseos
Hoteles (ver residencias)
29
Ocupación o UsoCarga
uniforme(kN/m2)
Carga concentrada(kN)
Hospitales
Sala de quirófanos, laboratoriosSala de pacientes
Corredores en pisos superiores a la planta baja
2.902.004.00
4.504.504.50
Instituciones penales
CeldasCorredores
2.004.80
Pasamanos, guardavías y agarraderas de seguridad Véase sección 4.5 ASCE/SEI 7-10
Pasarelas y plataformas elevadas (excepto rutas de escape)
3.00
Patios y terrazas peatonales 4.80
Pisos para cuarto de máquinas de elevadores (áreas de 2600 mm2)
1.40
Residencias
Viviendas (unifamiliares y bifamiliares)
Hoteles y residencias multifamiliaresHabitaciones Salones de uso público y sus corredores
2.00
2.004.80
Salas de baile 4.80
Salas de billar, bolos y otras áreas de recreación similares
3.60
Salida de emergencia
Únicamente para residencias unifamiliares
4.80
2.00
Sistemas de pisos para circulación
Para oficinas Para centros de cómputo
2.404.80
9.009.00
30
Ocupación o UsoCarga
uniforme(kN/m2)
Carga concentrada(kN)
Soportes para luces cenitales y cielos rasos accesibles 0.90
Unidades educativas
AulasCorredores segundo piso y superiorCorredores primer piso
2.004.004.80
4.504.504.50
Veredas, áreas de circulación vehicular y patios que puedan estar cargados por camiones
12.00 35.60e
e La carga concentrada de rueda será aplicada en un área de 100 mm x 100 mm
Tabla 9: Sobrecargas mínimas uniformemente distribuidas, L0, y concentradas P0
Las cubiertas con propósitos especiales, serán diseñadas con las sobrecargas calculadas apropiadamente. En ningún caso la sobrecarga será menor a las indicadas en esta tabla.
En los sitios donde sea necesario considerar la carga de granizo, se adicionará una sobrecarga de 1.0 kN/m2 en las áreas de los aleros, en un ancho del 10% de la luz libre, medido desde el borde hacia el apoyo y no menor a 1000 mm.
4.2.2. Casos particulares
Se presentan a seguir las limitaciones de los valores presentados en la Tabla 9 del apéndice 4.2:
Bibliotecas: estanterías
Estas cargas se aplican en espacios de almacenamiento de bibliotecas y librerías que soportan anaqueles fijos con doble acceso, sujetos a las siguientes limitaciones:
• altura máxima de 2300 mm,
• ancho máximo de 300 mm por lado de acceso,
• distancia entre anaqueles mayor o igual a 900 mm.
Garajes
Los pisos de estacionamientos o partes de los edificios utilizados para almacenamiento de vehículos, serán diseñados para las cargas vivas uniformemente distribuidas de la Tabla 9 o para las siguientes cargas concentradas:
• Para vehículos particulares (hasta 9 pasajeros) actuando en una superficie de 100 mm por 100 mm, 13.4 kN; y
31
• Para losas en contacto con el suelo que son utilizadas para el almacenamiento de vehículos particulares, 10 kN por rueda.
Los estacionamientos para camiones y buses serán diseñados por algún método recomendado por AASHTO, MTOP, que contenga las especificaciones para cargas de camiones y buses.
Escaleras y rutas de escape
Cuando la sobrecarga reducida de cubierta (menor a 1.0 N/m2), calculada de conformidad con e la sección 3.2.1, sea utilizada para el diseño de miembros estructurales continuos, la sobrecarga se aplicará en dos tramos adyacentes y en tramos alternados para obtener las máximas solicitaciones.
Estadios y coliseos
Adicional a las cargas vivas verticales, el diseño incluirá fuerzas horizontales aplicadas a cada fila de asientos, como sigue: 400 N/m en dirección paralela y 150 N/m en dirección perpendicular. Estas fuerzas no serán consideradas en forma simultánea.
Cubiertas:
En la región andina y sus estribaciones, desde una cota de 1000 m sobre el nivel del mar, no se permite la reducción de carga viva en cubiertas para prevenir caídas de granizo o ceniza.
Véase también la sección 3.2.5.
Veredas, áreas de circulación vehicular y patios cargados por camiones
La carga concentrada de rueda será aplicada en un área de 100 mm x 100 mm
32
4.3. Esquema conceptual de la NEC-SE-CG
Figura 1: Esquema conceptual de la NEC-SE-CG
Para mayor informaciónpuede contactar a
Siguenos en
/ViviendaEcuador
@ViviendaEc
www.habitatyvivienda.gob.ec
MIDUVIAv. Amazonas N24 -196 y Luis CorderoCódigo Postal: 170517 / Quito - Ecuador
